Lineairtechniek Techniek, Trends, Produkten, Toepassingen

Agenda Trends in de moderne Machinenbouw Grenzen van de elektromechanische Aandrijfsystemen – Voordelen van de Lineaire Aandrijftechniek Markt- & Techniektrends Nieuwe Produkten Rexroth Toepassingen Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Hoge produktiecapaciteit Hoge kwaliteit van de produkten Trends in de moderne Machinenbouw Eisen voor een moderne Produktiemachine Hoge produktiecapaciteit Hoge kwaliteit van de produkten Hoge flexibiliteit en korte insteltijden Hoge inzet Bedrijfszeker Geringe Life Cycle Costs: Kosten voor constructie en inbedrijfname Bedrijfskosten Onderhoudskosten Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Nieuwe bewerkingsmethoden Nieuwe machineconcepten Trends in de moderne Machinenbouw Technologien voor de Produktieverhoging van moderne Machines Nieuwe bewerkingsmethoden b.v. HSC-bewerking of droogbewerking Nieuwe machineconcepten b.v. Parallelkinematica Onderhoudsvrije machinekomponenten b.v. levensduur gesmeerde lineairgeleidingen Moderne NC-besturingen Toppresterende, flexible en intelligente Aandrijfconcepten: b.v. elektronisch gesynchroniseerde decentrale aandrijvingen b.v. met geintegreerde veiligheidsfuncties in de aandrijving gecertificeerd b.v. met functies voor preventief onderhoud van machines en installaties b.v. Direkte aandrijving (lineair, rotatorisch) Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Inhoud Trends in de moderne machinebouw Grenzen van de elektromechanische Andrijfsystemen – Voordelen van de Lineair aandrijftechniek Markt- & Techniektrends Nieuwe Produkten Rexroth Toepassingen Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Grenzen van de elektromechanische Andrijfsystemen Begrensde dynamiek en regelkwaliteit Begrensde snelheden en versnellingen Begrensde kv-factoren door twee- resp. multi massa trillingsproblematiek Begrensde laststijfheid door vering van de mechaniek Begrensde nauwkeurigheid Begrensde positienauwkeurigheid door regelkwaliteit, mechanische toleranties, slijtage enz. Hogere Life Cycle Costs Extra investering bij de projectering, inkoop en machineconstructie Hogere onderhoudskosten Produktiviteit Kwaliteit Kosten Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Voordelen van de Lineair aandrijftechniek Direkte krachtopbouw - geen mechanische transmissie-elementen Onderhoudsvrij (geen slijtage aan de motor) Vereenvoudiging van de machineconstructie Hoge dynamiek Uitstekende regelkwaliteit Hoge positienauwkeurigheid Hoge statische en dynamische Laststijfheid Eenvoudige projectering Nauwelijks beperkingen v.w.b. Massa-aanpassing Geringe geluidsontwikkeling Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Agenda Trends in de moderne machinebouw Grenzen van de elektromechanische Andrijfsystemen – Voordelen van de Lineair aandrijftechniek Markt- & Techniektrends Nieuwe Produkten Rexroth Toepassingen Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Markt- & Techniektrends Transfer aandrijvingen Elektromechanische aandrijving Lineaire aandrijving Wegmeetsystem Motor Machinefundatie Slede Wegmeetsystem Kogelomloopspindel Slede Gever Motor Machinefundatie Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Markt- & Techniektrends Hoofdaandrijvingen Elektromechanische aandrijving Lineaire aandrijving Spindel + Motor + overbrenging + riemoverbrenging Spindel + aangebouwde holle as motor Spindel + ingebouwde holle as motor Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Markt- & Techniektrends Holle-as motor Elektromechanische aandrijving Lineaire aandrijving Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Markt- & Techniektrends Draaitafel en Schwenkachsen Elektromechanische Aandrijving Lineaire aandrijving Draaitafel Motor Gever Mech.overbrenging i Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Markt- & Techniektrends Lineair-aandrijftechniek is dus niet alleen „Lineairmotoren“! Besturingstechniek - open Systeemoplossingen - modulair Aandrijf-elektronica - hoge Performance - open Interfaces Kompetente Toepassingsondersteuning - Projektering - Simulatie - Inbedrijfname - After Sales - Service - ... Spindelmotoren Torquemotoren Lineairmotoren Huismotoren Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Markt- & Techniektrends Principiele opbouw van rotative Lineaire aandrijfmotoren Stator - Blikpakket - Draaistroomwikkeling - Vermogensaansluiting - Koelmantel - Bevestiging Asynchrone-Motorkit 1MB Rotor - Permanentmagneten of kortsluitanker - Rotor - Bevestiging Synchrone-Motorkit MBS Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Markt- & Techniektrends Principiele opbouw van rotative Lineaire aandrijfmotoren Primaire deel - Blikpakket - Draaistroomwikkeling - Vermogensaansluiting - Thermische afdichting - Bevestiging Sekundair deel (-segmenten) - Basisdrager + Permanentmagneten - Afdekking - Bevestiging Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Markt- & Techniektrends Stand van de Techniek Algemeen Hedendaagse digitale aandrijf- en besturingstechniek voldoet aan alle bedrijfseisen van de Lineaire aandrijftechniek Technisch uitgerijpte aandrijfconcepten voor alle toepassingen beschikbaar Synchroonmotortechniek heeft de volgende voordelen t.o.v. de Asynchroonmotortechniek: - tot 100 % grotere krachtdichtheid - geringer vermogensverlies  Hoger rendement - Afdekking in betere beschermingsgraad mogelijk - eenvoudig regelbaar Motoruitvoeringen (bedrijfskarakteristiek, koeling, afdekking) afhankelijk van de betreffende toepassing en marktsegment ( b.v.: Handling, WZM, precisiebewerkingen) Kosten geoptimeerde aandrijfsysteemoplossingen beschikbaar Temperatuurproblematiek voor de direkte machineinbouw zijn opgelost Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Markt- & Techniektrends Toepassingservaring met Lineairmotortechniek BMW: „de nauwkeurigheid en dynamiek is met conventionele machines niet mogelijk“ „ geen productiestops wegens de lineairmotortechniek“ „intussen meer dan 70 bewerkingscentra met lineairmotortechniek in bedrijf“ „dergelijke machineconcepten worden in de toekomst massaal door de machineproducenten gewenst.“ Ford: „Sinds 3 jaar geen machinestops wegens lineairmotortechniek!“ „Onderhoud is te verwaarlozen!“ Gildemeister: „Lineairmotortechniek is een strategische toepassing“ EX-CELL-O: „Geen voorbehoud meer tegen meerkosten voor energie, komponenten, enz.“ Bron: Expertengesprek Lineaire aandrijftechniek in de machinebouw 21.02.2002 bij Konradin-Verlag Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Markt- & Techniektrends De europese markt voor lineairmotoren tot 2008 - grootte en stijging Omzet in milj. Omzetstijging in % Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler bron: Frost & Sullivan

Markt- & Techniektrends De europese markt voor lineairmotoren tot 2008 - marktsegmenten De markt word tegenwoordig door de halfgeleider-en elektronica industrie gedomineert Tot 2008 zal de werktuigmachinebouw het grootste marktsegment worden Zwaartepunten bij de werktuigmachinebouw: Bewerkingscentra Freesmachines Draaibanken Werktuig machines elektronica halfgeleiders Bron: Frost & Sullivan Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Werktuigmachines & algemene automatisering: Markt- & Techniektrends De europese markt voor lineairmotoren tot 2008 - marktleiders Werktuigmachines & algemene automatisering: SIEMENS BOSCH REXROTH Andere Halfgeleider & Elektronica: ANORAD (Rockwell) BALDOR AEROTECH ETEL Brone: Frost & Sullivan Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Agenda Trends in de moderne machinebouw Grenzen van de elektromechanische Andrijfsystemen – Voordelen van de Lineair aandrijftechniek Markt- & Techniektrends Nieuwe producten Rexroth Toepassingen Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Nieuwe producten Rexroth Nieuwe generatie Lineairmotoren IndraDyn L 6 bouwgrootten : 040, 070, 100, 140, 200, 300 aandrijfkracht tot 22.000 N Verhoogde krachtdichtheid tot 35 % Kompaktere bouwvorm Geringere krachtpulsatie < 1 % Standaard- und Thermoafdekking Meer kracht! Dynamischer! Nauwkeuriger! Und nun zu meinem Lieblingsthema: Linearmotoren! In einigen Wochen werden wir die neu entwickelte Baureihe Synchron-Linearmotoren MLF vorstellen. Die 5 neuen Baugrößen zeichnen sich durch eine deutlich kompaktere Bauform bei gesteigerten Vorschubkräften aus. Eine noch deutlichere Differenzierung zum Hauptwettbewerb stellt das sehr einfache Motorkonzept dar. Einfach heisst hierbei: -einfache Projektierung - einfache Montage - einfache Inbetriebnahme Damit soll der Linearantrieb von Bosch Rexroth verstärkten Einzug - vor allem auch in der allgemeinen Automatisierung und anderen Branchen neben der Werkzeugmaschine - finden. Dies wird im weiteren auch durch eine Preisreduzierung in Bezug auf die Vorschubkraft unterstützt. Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Nieuwe producten Rexroth Nieuwe generatie Lineairmotoren IndraDyn L Hoge maximale belasting, hoge duurbelasting, geringe krachtpulsatie Kompaktere Bouwvorm Beproefd Constructieconcept - kompleet in IP65 Primairdeel: Standaardafdekking en Thermoafdekking met geintegreerde Vloeistofkoeling Sekundairdeel: Segmentering 150 / 600 mm, komplete afdekking, geen koeling benodigd Beproefde techniek - hoge bedrijfszekerheid Meer dan 10 jaar ervaring van de specialisten Doorgaans eenvoudige toepassing Projektering, Montage, Inbedrijfname Weinig separate komponenten per aandrijfas (alleen Primair- en Sekundairdeel, Opties worden door de fabriek gemonteerd Eenvoudige inbedrijfname- en optimeringprocedure, 4 Patenten zijn aangemeld * vergelijking LSP120U / MLP140C Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Nieuwe producten Rexroth Nieuwe generatie Torquemotoren IndraDyn T Bloksysteem met 6 bouwgrootten en tot 3 bouwlengten Maximale koppels tot 13.800 Nm Maximale toerentallen tot 1200 min-1 Extreem geringe koppelfluctuaties (< 1 %) Hoge overbelastingsfactor (> 2) Vloeistofkoeling in stator koelmantel (Thermoafdekking) Werking ook zonder vloeistofkoeling mogelijk NEU! Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Nieuwe producten Rexroth Nieuwe generatie High Speed Motoren IndraDyn H Maximale koppels tot 6.500 Nm Maximale toerntallen tot 30.000 min-1 Bouwgrootten 100, 140, 160, 180, 200, 240, 270, 310, 380 Veldverzwakking 1 : 4...6 Vermogenstoename tot tenminste 40% Groter bereik konstant vermogen Hoger rendement – lagere rotortemperatuur Gesloten koelsysteem met axiale aansluitingen Geen exrene bescherming bij spanningsuitval nodig (alleen met Rexroth-aandrijfelektronica) Nieuw Koppel Standaard Synchroon- motoren IndraDyn H 1 2 6 Toerental Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Nieuwe producten Rexroth Samenvatting Lineairmotoren Nieuw I n d r a D y L Hoogste duur- en maximaalbelasting – geringe krachtpulsatie Hoogste overbelastingsgraad - Geringe koppelfluctuatie Torquemotoren Nieuw Kompakte Bouwvorm – hoog vermogen – minder komponenten High Speed Motoren Nieuw Kompleter – Intelligenter – Bedrijfszekerder De nieuwe Aandrijfgeneratie Nieuw Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Agenda Trends in de moderne machinebouw Grenzen van de elektromechanische Andrijfsystemen – Voordelen van de Lineair aandrijftechniek Markt- & Techniektrends Nieuwe producten Rexroth Toepassingen Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Overzicht applicaties Lineair- Torque- Spindel- Huis- motoren motoren motoren motoren l l l l Werktuigmachines Algemene l l l Automatiserung Drukmachines en l Papierverwerking Verpakking en l l Levensmiddelen Elektronica- en l l Halfgeleiderindustrie l l l Kunstofmachines Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Werktuigmachines: Slijpbanken Helitronic Vision Nieuwste directaandrijvingen in alle aandrijfassen: IndraDyn L in X-, Y- en Z-As IndraDyn T in C-As IndraDyn H in A-As IndraDrive Gepatenteerde Portaalconstructie Produktieverhoging tot 50 % Hogere nauwkeurigheid Betere oppervlaktekwaliteit Standtijd verhoging van de slijpschijven tot factor 2 De Successen: Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Werktuigmachines: Slijpbanken Helitronic Vision gelijkloop ± 2 µm gelijkloop ± 0.8 µm voorheen: (xxxx-Motor): NU: IndraDyn L X C gelijkloop ± 0,4 mgrad gelijkloop ± 0,3 mgrad voorheen: (xxxx-Motor): NU: IndraDyn T gelijkloopf ± 0,5 mgrad gelijkloop ± 0,25 mgrad voorheen: (xxxx-Motor): NU: IndraDyn H A Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Werktuigmachines: Slijpbanken Helitronic Vision X-As C-As A-As gelijkloop 2 µm 0.8 µm 0.4 mgrad 0.5 mgrad 0.3 mgrad 0.25 mgrad 50 % 60 % 25 % IndraDyn L IndraDyn T IndraDyn H huidige Motor Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Werktuigmachines: Bewerkingscentra B-As Torquemotor X-, Y- und Z-As Synchron-Lineairmotor Hoofdaandrijving Asynchrone-Spindelmotor Insteltijden tot 50 % teruggebracht Bewerkingsnauw- keurigheid 2...3 µm Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Werktuigmachines: Slijpbanken X-As Synchrone-Lineairmotor LSF C-As Synchrone-Spindelmotor MBS C-As-toerentallen bij krukasslijpen verdrievoudigd Bewerkingsnauwkeurig heid 1...2 µm Slijpen in een enkele opspanning Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Werktuigmachines: Slijpbanken De machine: Cam Shaft Grinder GC32M-63 De opgave: Slijpen van krukassen Het Succes: Duidelijke verbetering van de positienauwkeurigheid (b.v. X-As bij 5 m/min): DIAX04 1.1 µm IndraDrive 0.5 µm Machine is al in serieproductie De Uitrusting: IndraDrive M, Advanced Motoren u.a.: LSF (X), 1MB (C), MHD (Z) SoftSercans Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Werktuigmachines: Slijpbanken Landis De Machine: Cam Shaft Grinder 860-01 De Opgave: Slijpen van krukassen Het Succes: Duidelijke verbetering van de positienauwkeurigheid (b.v.. C-As bij 200 min-1): DIAX04 0.0060 graden IndraDrive 0.0025 graden De Uitrusting: IndraDrive M, Advanced Motoren u.a.: LSF (X + Z), MBS (C + Wheel) HardSercans Bei einer sehr ähnlichen Anwendung betragen die Verbesserungen sogar fast 60 %. Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Werktuigmachines: Hoonmachine De Machine: SynchroFine De Opgave: Hoonmachine voor tandwielbewerking Het Succes: Verkorting van de steltijden door in de aandrijving geintegreerde veiligheidstechniek Verbeterde werkstuknauwkeurigheid Concurrerend machineconcept door unieke motorkit De Uitrusting: IndraDrive M, Advanced Safety-on-Board Motoren u.a.: LSF (X, Z), 1MB (B, C), MKD (W) Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Werktuigmachines: Pijpbuigmachine Buigarm Synchrone-Torquemotor IndraDyn T Eerste machine van een nieuwe Systeemgeneratie Ontsluiting van nieuwe markten Drastische reducering van de stel- en ombouwtijden Buigkoppels tot 8000 Nm TrumaTube B10 Meest innovatieve Beursprimeur van de Euroblech 2002 Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Algemene Automatisering: High-Speed-Handling X-As Lineairmotor LSF Hoge Dynamiek:  300 m/min  50 m/s² (5g) Verhoging van de beschikbaarheid Eenvoudige machineconstructie Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Montage, Handling, Car Body: Montagestation (VW Dresden) X- und Y-As Lineairmotoren LSF Zeer geringe geluidsontwikkeling Geen slijtage Veel minder benodigde reservedelen Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler

Toepassingen Voorbeeld Drukmachines: König & Bauer „Daily Mail“ Platencilinder Huismotor ADL Tegendrukcilinder Huismotor ADL Rasterwals Huismotor 2AD 80.000 stuks / h Lijnsnelheid 13,3 m/s Lijnnauwkeurigheid 0,05 mm minimale onderhoudskosten Toename van de kleurregister-kwaliteit Verlaging van het geluidsniveau onafhankelijke bediening van de separate cilinders en rasterwalsen Asloze aandrijftechniek 238 aandrijvingen, bestuurt met SYNAX van Rexroth Rexroth Direktantriebe l 17.03.2004 l Steffen Winkler